あらすじ一覧

オープニング

(オープニングタイトル)

scene 01食塩とでんぷんを入れたにごった水

食塩とでんぷん。この二つをよく混ぜ合わせて、水に入れます。このにごった水から、食塩とでんぷんを別々に取り出す方法があります。どんな方法でしょう。

scene 02「水に溶ける」とは

物質が水に溶けるとは、どういうことでしょう。でんぷんを水に入れてかき混ぜると、にごっています。しばらく置いておくと、底にでんぷんが沈んでたまりました。でんぷんは水に溶けないのです。食塩はどうでしょう。水に入れてかき混ぜると、透明になります。しばらく置いても変化はありません。これが、「水に溶けた状態」です。

scene 03透明になって均一に広がる

では、インクを水に入れるとどうなるのでしょう。今度は、かき混ぜずに置いておきます。数時間後、インクの色が全体に広がりました。色はついていますが透明です。このように、透明になり、全体に均一に広がるのが、「水に溶ける」ということなのです。

scene 04水に溶ける物質・水に溶けない物質

水に溶ける物質と水に溶けない物質の違いは何なのでしょう。物質を“粒”として考えてみます。食塩の粒が集まった食塩の固まりを水に入れると、固まりはどんどん小さな粒に分かれていきます。粒がバラバラに分かれた状態が、水に溶けた状態です。一方、でんぷんの場合は、固まりが小さくなっていきますが、食塩のときほど小さくはなりません。このため、水に溶けないのです。

scene 05でんぷんを取り出すには

食塩とでんぷんを混ぜたものを水に入れてよく混ぜます。ここからでんぷんを取り出すには、どうしたらいいのでしょう。水に溶けない物質を取り出すには、濾紙(ろし)を使います。濾紙を水でぬらして漏斗(ろうと)に密着させ、食塩とでんぷんの混ざった水をゆっくり入れていきます。漏斗の下からは、透明な液体が出てきました。濾紙の表面には、白い粉がこし取られていきます。

scene 06濾紙を使ってでんぷんを取り出す

濾紙(ろし)の電子顕微鏡写真を見ると、ごく小さな穴があいているのがわかります。水や食塩はこの穴よりも小さいので、通り抜けます。しかし、でんぷんは穴より大きいため、濾紙を通り抜けることができず、残ったのです。でんぷんは上に残り、食塩水は下にたまります。このように、濾紙を使うと、水に溶けない物質を取り出すことができるのです。

scene 07「再結晶」を利用して食塩を取り出す

食塩水から食塩を取り出す方法を見てみましょう。水をビーカーに入れて火にかけ、そこに食塩を溶かしていきます。一般に、水に溶ける物質は水の温度が高ければ高いほど溶ける量が増えます。この差を利用して食塩を取り出します。熱いお湯に、溶けなくなるまで食塩を溶かしました。温度が下がるとどうなるのでしょう。水の中に白く出てきたのは食塩の結晶です。この現象を「再結晶」といいます。こうして再結晶させて、食塩水から食塩を取り出すことができるのです。

scene 08水を蒸発させて食塩を取り出す

ほかにも食塩を取り出す方法があります。食塩が溶けなくなるまで溶かした食塩水。これをバットに移して、そのままにしておきます。しばらくすると、水の中に食塩の結晶が現れました。水が蒸発して、溶けきれなくなった食塩が出てくるのです。南米ボリビアのウユニ塩原(えんげん)は、たくさんの塩分を含んでいた湖の水が蒸発して、見渡すかぎり続く食塩の結晶の大地となったものです。

scene 09エタノール・食塩・水を別々に取り出すには

エタノール、食塩、水を用意しました。エタノールは水に溶けます。食塩も入れると、食塩とエタノールが溶けた水溶液になります。ここから食塩とエタノールと水を別々に取り出すことはできるのでしょうか。水に溶けた物質を分けて取り出すには、「蒸留」という方法を使います。水溶液を加熱すると、盛んに泡が出てきました。水溶液の温度はおよそ78℃。エタノールが沸騰(ふっとう)する温度です。出てきた気体は管を通って試験管の中へ導かれ、ここで冷やされて、再び液体となります。液体を綿に含ませ、火を近づけると、燃えました。エタノールです。

scene 10沸点の違いを利用して

エタノールの蒸留が終わったら、水も同じように蒸留します。温度は100℃。水の沸点(ふってん)です。水が蒸発したあとには、食塩が残ります。こうして3つの物質を、それぞれ分けることができました。沸点の違いを利用すると、溶けていた物質を分けることができるのです。